Для радиально-симметричной волновой функции допускается ли взрыв ΨΨ\Psi при r=0r=0r=0 при условии, что |Ψ|2r2|Ψ|2r2|\Psi|^2r^2 не происходит?

Для сферически-симметричной волновой функции вероятность пропорциональна | Ψ | 2 р 2 , и если волновая функция взрывается при р "=" 0 затем в р "=" 0 | Ψ | 2 "=" , и р 2 "=" 0 означает, что вероятность пропорциональна * 0 и сам по себе * 0 было бы неопределенным, однако для непрерывного распределения вероятностей | Ψ | 2 р 2 по-прежнему будет иметь определенное значение при р "=" 0 определяется пределом как р подходы 0 , и для некоторых функций, в которых у вас есть * 0 в конкретной точке значение все еще конечно.

Означает ли это, что Ψ разрешено взрывать в р "=" 0 при условии, что | Ψ | 2 р 2 нет?

Ответы (2)

Да. При условии, что результирующая волновая функция нормализуема. Дело в том, что в полярных координатах радиальная часть лапласиана является особой точкой уравнения при р "=" 0 . В зависимости от формы потенциала такие особые точки могут быть в случае предельной точки Вейля или предельной окружности . В последнем случае имеется однопараметрическое семейство граничных условий, которые можно наложить при р "=" 0 для которых оператор Шредингера остается самосопряженным. Для трех измерений и для углового момента л > 0 случае мы находимся в случае предельной точки, и волновая функция должна оставаться конечной. Для л "=" 0 случае мы находимся в случае предельного круга, и волновая функция может взорваться при условии, что мы накладываем граничные условия вида

ψ ( р ) А ( 1 α с р ) , р 0 ,
где α с длина рассеяния . Физически эти условия возникают, когда прямо в начале координат имеется что-то слишком малое, чтобы его можно было разрешить с помощью интересующих нас длин волн. Это происходит в случае холодных атомарных газов, где α с Параметризует способ, которым один атом воспринимает другой.

  1. С точки зрения гильбертова пространства ЧАС "=" л 2 ( р 3 ) самой волновой функции позволено взорваться не только в начале р "=" 0 , но и в других точках, если она интегрируема с квадратом.

  2. Теперь, если волновая функция должна удовлетворять TISE, есть дополнительные ограничения.

  3. Если ТИСЭ сферически симметрична, часто полезно использовать сферические координаты, как это делает OP. Дополнительные условия в р "=" 0 обсуждается, например, в этом и этом сообщениях Phys.SE.